La vida útil de los túneles en la actualidad está diseñada para durar al menos cien años; en el caso del túnel de la base del Brennero, es incluso de 200 años. El problema con esto:"La vida útil se calcula actualmente sobre la base de cifras clave teóricas y valores empíricos. Condiciones ambientales como aguas subterráneas químicamente agresivas, por ejemplo, puede conducir a medidas de mantenimiento costosas antes de lo esperado, "dice Florian Mittermayr, investigador del Instituto de Tecnología y Ensayos de Materiales de Construcción de la Universidad Tecnológica de Graz.

Enfócate en lo nuevo conocimientos fundamentales sobre el hormigón proyectado

Una de las medidas de apoyo más importantes en la construcción de túneles es el uso de hormigón proyectado, también conocido como hormigón proyectado. En esta aplicación, el hormigón se aplica a través de una boquilla y, dependiendo de los requisitos, se agregan los aditivos. Los diseños de mezcla para el hormigón proyectado se han basado hasta ahora en la experiencia y los conocimientos prácticos. Los hallazgos del proyecto de investigación ahora deberían proporcionar datos básicos para mezclas duraderas precisas y hechas a medida.

Con el fin de descubrir cómo las diferentes formulaciones de hormigón proyectado interactúan con el medio ambiente, qué formulaciones son las más adecuadas para qué influencias ambientales y qué efectos tienen los aditivos en la durabilidad y trabajabilidad, Mittermayr inició el proyecto de investigación "Concreto proyectado avanzado y sostenible (ASSpC)" junto con Wolfgang Kusterle del Laboratorio de Concreto de la OTH Regensburg y la Sociedad Austriaca de Tecnología de la Construcción (ÖBV). "Por cuatro años, Investigamos el proceso en su totalidad en muchas pruebas de laboratorio y a gran escala y brindamos apoyo científico en varios sitios de construcción de túneles, ", explica Mittermayr. Los investigadores pudieron desentrañar cómo debería procesarse idealmente el hormigón proyectado y cómo se deben constituir los aglutinantes para lograr una durabilidad particularmente alta.

Diseño de mezcla optimizado

Un hallazgo principal es que el hormigón proyectado se puede diseñar de manera más duradera cuando los cementos, materiales cementosos suplementarios, los aditivos y agregados se adaptan mejor a los requisitos. Incluso pequeñas desviaciones en la cantidad pueden reducir el efecto deseado.

En las investigaciones se comprobó que la escoria granulada de alto horno, en combinación con otros materiales cementantes suplementarios, es una forma eficaz de aumentar la resistencia contra el ataque de sulfatos. Los iones sulfatos (N.B. generalmente causados ​​por la disolución del yeso) pueden estar presentes en el suelo o en las aguas subterráneas y provocar deformaciones y, posteriormente, grietas en el hormigón. Los materiales cementantes suplementarios como el metacaolín o la siderita del Styrian Erzberg ayudan a reducir la contribución del hormigón proyectado a las formaciones de sinterización en el sistema de drenaje. En este contexto, La sinterización se refiere al proceso de precipitación de carbonato de calcio en las tuberías de drenaje de los túneles. Esto puede provocar la obstrucción del sistema de drenaje y, por lo tanto, es un motivo frecuente de cierre de túneles debido a trabajos de mantenimiento.

Además, incluso una pequeña adición de polvo de piedra caliza ultrafina puede aumentar significativamente la resistencia inicial del hormigón proyectado. Este efecto permite utilizar aditivos como la escoria granulada de alto horno, metacaolín o siderita en cantidades mayores de lo que es posible actualmente, haciendo que el hormigón proyectado no solo sea más duradero sino también más sostenible.

Transferencia de investigación y preguntas abiertas

Se pudieron aclarar y descifrar las cuestiones importantes para el hormigón proyectado duradero y sostenible con respecto a los materiales y mezclas constituyentes y su interacción con los medios circundantes. y los socios del proyecto están preparando ahora los resultados detallados para su aplicación práctica. "Otro hito en términos de sostenibilidad; estamos particularmente satisfechos por eso. La vida útil prolongada significa que los túneles ahora se pueden mantener a intervalos más largos, el esfuerzo de mantenimiento se reduce para el operador y para los automovilistas esto significa menos congestión. También es impresionante el afán de investigación de las universidades, que está contribuyendo a posicionar cada vez más nuestro material de construcción como un material ecológico con formulaciones precisas y a medida, "explica Sebastian Spaun, director gerente de la Asociación de la Industria del Cemento de Austria (VÖZ), otro socio importante del consorcio.

Para Michael Pauser, director gerente de la Sociedad Austriaca de Tecnología de la Construcción (ÖBV), "El proyecto de investigación ÖBV-FFG es una prueba más de que estas formulaciones concretas recientemente investigadas y en la práctica ya probadas contribuyen en mayor medida a los objetivos de protección del clima. La cooperación entre universidades, clientes y la industria de la construcción y los materiales de construcción garantiza que la investigación esté orientada a la práctica y sus resultados se incorporarán a la directriz de hormigón proyectado de la Sociedad Austriaca de Tecnología de la Construcción, que se conoce más allá de las fronteras de Austria ".

Otro hallazgo importante del proyecto es también la influencia de la tecnología de aplicación de hormigón proyectado. Cualquier pregunta abierta y el potencial de mejora asociado con esto se investigará en un nuevo proyecto de investigación y se desarrollarán las correspondientes sugerencias de mejora.

Cooperación de actores clave

El consorcio científico incluyó a investigadores de los Institutos TU Graz de Geociencias Aplicadas y de Tecnología y Ensayo de Materiales de Construcción, el Laboratorio de Hormigón de OTH Regensburg y el grupo de trabajo de tecnología de materiales de la Universidad de Innsbruck. Los científicos contaron con el apoyo de "la competencia concentrada de hormigón proyectado industrial de Austria, "dice Kusterle.